Публикация научных статей.
Вход на сайт
E-mail:
Пароль:
Запомнить
Регистрация/
Забыли пароль?
https://wos-scopus.com
Научные направления
Поделиться:
Статья опубликована в №35 (июль) 2016
Разделы: Физика
Размещена 12.07.2016. Последняя правка: 11.07.2016.

О логических противоречиях, возникающих в СТО при исследовании сверхсветовых сигналов и тахионов

Путенихин Петр Васильевич

-

исследователь

инженер

Аннотация:
Показана ошибочность мнения, что специальная теория относительности применима к сверхсветовым сигналам. Сверхсветовые связь, движение и тахион несовместимы со специальной теорией относительности. Введение в специальную теорию относительности сверхсветовых сигналов приводит к движению в прошлое, петлям времени и нарушению причинности. Сверхсветовые сигналы опровергают основные выводы СТО, движущиеся часы идут синхронно, исчезает относительность одновременности. Теория делает взаимоисключающие предсказания о событиях, которые одновременно и состоялись и никогда не имели места. Инструменты, обосновывающие сверхсветовую применимость СТО – тахионная механика, принцип реинтерпретации или принцип переключения являются ненаучными, поскольку обосновывают события, никогда не имевшие места.


Abstract:
Superluminal communication, movement and tachyon incompatible with the special theory of relativity. Introduction to the special theory of relativity superluminal signals leads to the movement in the past, time loops and violation of causality.


Ключевые слова:
Сверхсветовой; тахион; квантино; нарушение причинности; синхронизация часов; преобразования Лоренца; специальная теория относительности; квантовые нелокальные кубики

Keywords:
Superluminal; tachyon; qantino; violation of causality; clock synchronization; the Lorentz transformation; special theory of relativity; quantum nonlocal dice


УДК 539.12.01; 53.01; 530.12; 530.16


ВВЕДЕНИЕ

Тахион – символ сверхсветовых сигналов

 
Символом, олицетворяющим все сверхсветовые сигналы можно назвать гипотетическую частицу – тахион. Хотя на начало 2016 года он не был обнаружен ни в одном эксперименте, можно с уверенностью рассматривать его в качестве главного участника любых мысленных экспериментов, связанных со сверхсветовыми сигналами. Более того, нет никаких противоречий в том, чтобы считать его переносчиком, носителем так называемой квантовой информации, то есть, некоего носителя "сведений" о состоянии запутанных частиц, феномена нелокальности. Такая нелокальная связь между запутанными частицами была выявлена в реальном физическом эксперименте. Суть нелокальности состоит в том, что две разнесенные на некоторое расстояние частицы в запутанном состоянии как бы обмениваются друг с другом информацией, причем со скоростью, превышающей скорость света. Более того, в некоторых других экспериментах была предпринята попытка определить скорость, с которой эти частицы передают друг другу такую информацию. Скорость эта оказалась на много порядков выше скорости света.
Таким образом, эффект необъяснимого взаимодействия между запутанными частицами явно имеет сверхсветовую скорость. Очевидно, что было бы крайне ненаучно считать, что частицы являются участниками магического сеанса. Наиболее простым, хотя пока экспериментально и не подтвержденным объяснением, логично считать наличие некоего материального носителя информации, частицы, наподобие фотонов, но движущейся быстрее света. Разными авторами сформулированы несколько гипотетических предположений. Например, Вейник в своих работах рассматривал сверхсветовые частицы, которые он назвал квантино [1]. А одним из первых упоминаний и исследований сверхсветовых движений следует, видимо, считать работу Зоммерфельда [2], в которой исследуется электрон, движущийся со сверхсветовой скоростью. Тем не менее, в физике современности прижилось название, которое можно назвать обобщенным для всех сверхсветовых частиц, – тахион, предложенное в 1967 году Фейнбергом [3]. Очевидно, что мы можем дать сверхсветовой частице какое угодно название: квантино, информион, ньютино, сверхсветовой электрон, но все-таки разумнее признать, что все они относятся к единому классу - тахионам. Поэтому в дальнейшем, говоря о тахионе, мы будем подразумевать под ним любой сигнал, носитель, частицу, движущиеся со сверхсветовой скоростью.

Актуальность

Явление нелокальности свидетельствует о некотором сверхсветовом взаимодейстии между запутанными частицами. Вместе с тем, её объяснение имеет определенную мистическую окраску: связь есть, но связи нет. Тем не менее, относительность повсеместно применяется к сверхсветовым сигналам, например, так называемая "тахионная механика", принцип реинтерпретации. Такое положение заводит научное знание в тупик.

Цели, задачи

Насколько обоснованно применение формализма СТО к тахионам, частицам, движущимся со сверхсветовой скоростью? Необходимо показать, что специальная теория относительности к тахионам неприменима. Приведена критика попыток неправомерного распространения теории относительности на сверхсветовые сигналы, что приводит к заведомо ошибочным, парадоксальным результатам.

Научная новизна

Приведены доводы, в явном виде отсутствующие в литературе. Приведенный далее анализ взглядов разных авторов не имеет определенной хронологической последовательности. Нас должны интересовать лишь доводы, обосновывающие применимость СТО к сверхсветовым сигналам и логические противоречия в них.

 

Тахионная механика и принцип реинтерпретации

 
В 80-х годах 20-го века в физической литературе появились исследования авторского коллектива в составе Маккароне и Эразмо Реками, обосновавших так называемую "тахионную механику" [4]. Позднее, в 1995 году [5] и затем в 2014, в arXiv [6] были опубликованы статьи, в которых тахионная механика была применена к решению давнего парадокса "антителефона". В указанных работах утверждается, что разработан новый механизм специальной теории относительности, являющийся ее логическим развитием и распространяющий ее на сверхсветовые сигналы. Но так ли это?
Вкратце опишем этот парадокс антителефона. Рассмотрим две системы отсчета – неподвижную A и систему B, движущуюся относительно нее со скоростью u (выраженную в долях от скорости света), где u2 < 1. В некоторый момент времени из A посылается тахион в систему B. В момент получения тахиона из системы B отправляется ответный тахион в систему A. Вследствие сверхсветовой скорости тахиона он попадает в "прошлое" системы A, при этом возникает парадокс: ответный тахион получен раньше, чем отправлен инициирующий тахион.
Сразу же отметим, что парадокс является абсолютным, неразрешимым в самой своей формулировке. Не имеет никакого значения, как можно описать такую петлю времени, в любом случае ответный тахион можно использовать для уничтожения "передатчика", вследствие чего инициирующий тахион отправлен не будет. Это классический "парадокс дедушки". И этот парадокс не имеет и в принципе не может иметь логического, научного решения, свободного от мистики и фантастики.
Сам факт образования петли времени означает: наука здесь неприменима. Заявления типа "не трогай дедушку" годятся лишь для жанра фантастики. Принципиальная возможность устранить причину, делает невозможной и следствие в петле времени. Весь процесс становится невозможным. Ни в научной литературе, ни в философской или художественной научно-фантастической литературе мы не сможем найти даже близкого подобия решения этого парадокса без нарушения логики. Поэтому обычно предлагаются уклончивые решения, связанные чаще всего с параллельными измерениями. Но все эти параллельные миры являются еще одним четким свидетельством того, что движение в собственное прошлое является антинаучной гипотезой, отвергаемой логикой. Для художественной литературы, вне всякого сомнения, это хорошая идея – параллельные миры. Обосновать путешествие в собственное прошлое можно, только старательно пряча, замалчивая неизбежные и неразрешимые парадоксы.
При этом отметим, что картина такого движения имеет крайне забавный вид. Физически для некоторого наблюдателя A тахион прибывает из будущего. Что это означает и как можно вообще представить себе траекторию движения объекта из будущего в прошлое? При нашем нормальном, естественном движении в будущее, траектория такого объекта будет выглядеть довольно странно. Во-первых, в некоторый момент времени этот объект просто-напросто возникнет из ничего. И тут же начнет от нас удаляться и/или "молодеть" вплоть до момента в будущем, когда он как бы начал свое движение. Причем отметим особо: мы к возникновению этого объекта не имеем никакого отношения. Его "материализации" является необъяснимым, фантастическим, мистическим фактом. Никакой атомный распад, никакая "индукция" или научно-фантастическая телепортация не могут обосновать причину возникновения этого объекта. То есть, сам переход из будущего в прошлое имеет явные мистические признаки: возникновение из ничего, не говоря уже о явном нарушении всех законов сохранения. Заметим, что всё это сильно напоминает гипотезу Большого Взрыва.
Тем не менее, тахионная механика пытается такое решение обосновать. Вполне ожидаемо, что возникают явные логические противоречия, а заключительный раздел статьи вообще прямо и однозначно формирует картину, из которой движение в прошлое вдруг исчезает: его просто подменяют обычным движением. Понятно, что это не решение парадокса, а простая замена его на обычное движение.
Действительно, только что описанная забавная ситуация получила свое "научное" обоснование под именем "принцип переключения" (switching procedure - SWP) Штюкельберга, Фейнмана и Сударшана или "принципа реинтерпретации" Штрума. В сущности, это два названия одного и того же механизма. Согласно литературным данным, принцип реинтерпретации появился в работе Штрума в 1923 году, поэтому, не анализируя и не настаивая на чьем-либо приоритете, рассмотрим этот принцип в приписываемой ему формулировке.
 

Принцип реинтерпретации Штрума

 
Рассмотрим описание принципа в работе Малыкина, посвященной Штруму [7], опубликованной в журнале "Успехи физических наук". Этот вопрос о возможности превышения скорости света в исследованиях Штрума по специальной теории относительности занимал важное место. Он пытался решить противоречие, возникающее при определении понятий "раньше", "позже" при введении сверхсветовой скорости. Иными словами, он четко осознавал наличие сверхсветовых противоречий теории, но, как видим, искал "обходные пути", стараясь найти решение парадоксов переформулировкой понятий "раньше-позже".
Можно уверенно заявить, что все эти попытки априори тщетны. Можно парадокс затуманить, на какое-то время запрятать под хитрыми формулировками, но решить невозможно. Заметим, что сформулированное Штрумом положение, якобы решающее проблему причинно-следственных связей при движении со сверхсветовыми скоростями получило название "принцип реинтерпретации" лишь в 1969 году в работе Биланюка и Сударшана.
Внимательное рассмотрение выкладок и рассуждений Штрума не может не вызвать нареканий. Например, тезисы об исключительности выведенных уравнений, которая состоит "не только в том, что координата времени получается отрицательной, а в том, что координата времени отрицательна только в системе S', а в другой системе, S, данная координата положительна. Это показывает, что при существовании процессов, которые распространяются со скоростью, большей скорости света, в какой-либо системе S возможна такая скорость прямолинейного и равномерного движения другой системы S' относительно S, при которой бег времени в системе S' для таких процессов противоположен течению времени в системе S..." [7]
На первый взгляд рассуждения имеют вполне логичную, научную форму. Да, исключительность уравнений состоит не только в том, что координата отрицательна. Строгие математические выкладки призваны показать, что при некоторых условиях, параметрах движения возникает сверхсветовой причинный парадокс СТО. Но это лишь часть проблемы, поскольку парадоксы СТО возникают при любой сверхсветовой коммуникации. И это очень серьезно. В этих уравнениях не только прячется парадокс причинности, но для объяснения противоречий привлекаются события, которых не было. Не удивительно, что закономерным результатом выкладок является вывод о возможности скоростей, превышающих скорость света, не противоречащих специальной теории относительности, и перемена мест позже-раньше.
Результатом и стал "принцип реинтерпретации", гласящий в формулировке Биланюка и Сударшана, что частицы с отрицательной энергией, сначала поглощенные и затем испущенные, являются испущенными и поглощенными в обратном порядке. То есть, буквально это означает, что если к прибору поступила частица с положительной энергией, то это то же самое, что прибор испустил частицу с отрицательной энергией.
Мы не будем обсуждать возможные проблемы отрицательных энергий частиц, обычно называемых в литературе по тахионам и тахионным парадоксам антитахионами. Явных, очевидных формальных логических противоречий в этом понятии нет. Лишь приведем возможный пример из жизни, своеобразную аналогию. Если покупатель отдал продавцу монету, а получил от него товар, то это полностью эквивалентно тому, что продавец отдал покупателю антимонету, а получил от него антитовар. Никаких формальных противоречий здесь нет, кроме таких: что это за антитовар, и действительно ли продавец принял его из рук покупателя? Нет, это абсурд, таких событий просто не было.
Возвращаясь к решению парадокса антителефона тахионной механикой, мы видим, что принцип реинтерпретации предсказывает несуществующие события. И вновь на первый взгляд такая замена разумна: вместо неясно откуда взявшегося, прилетевшего из будущего тахиона, наблюдатель в системе A сам, единолично, вполне конкретно посылает реальный антитахион. Затем этот антитахион вполне обычным путем движется из прошлого в будущее, не нарушая никаких физически возможных законов. Теперь на диаграммах Минковского не появляются мгновенные стрелки из будущего в прошлое, а отправка антитахиона имеет отчетливую причинно-следственную историю. Но ведь этих событий в соответствующие моменты времени не было. Назвать логичными такие рассуждения невозможно.
До распространения СТО на сверхсветовые сигналы, в исходном виде она является строго последовательной и логичной теорией, которую невозможно уличить в причинно-следственных парадоксах, никакими мысленными экспериментами. Но с введением тахионной механики и принципа реинтерпретации (переключения) теория начала делать явно ошибочные предсказания о несуществующих событиях.
Глядя на диаграмму Минковского, мы четко видим, что в указанный момент времени, на диаграмме справа – это точка 80, наблюдатель A никакого антитахиона не отправлял, что бы там ни говорил принцип реинтерпретации. Этого события не было. Ни с положительной, ни с отрицательной энергией в этот момент из системы A ничего не отправлялось:
 1
Рис.1 Парадокс антителефона с точки зрения системы покоя A (справа) и B (слева). Анимацию можно увидеть по адресу URL:
http://storage4.static.itmages.ru/i/16/0709/h_1468084121_6591027_867effec47.gif
 
Как видно на диаграмме справа, до момента примерно 140, когда тахион из A прибыл в B, в системе A ничего не было известно об антитахионе. Эти сведения появились вдруг неожиданно, словно из "провалов памяти" у наблюдателя A лишь после того момента, когда его тахион достиг B.
Такая же нелогичная картина возникает и с точки зрения наблюдателя B, слева на диаграмме. В момент времени 80 наблюдатель B излучает частицу. Но на каком основании? Он еще не получал инициирующей частицы из A, которая по его часам будет испущена из A только в момент времени примерно 210.
Однако, согласно принципу реинтерпретации утверждается, что в момент времени 80 на диаграммах по собственным часам наблюдатели A и B каждый испустили античастицу, хотя в этот момент времени от начала движения в этих системах таких событий не было.
Принцип реинтерпретации не может считаться научным, поскольку требует рассматривать события, которых не было. Соответственно этот принцип и тахионная механика, основанная на нем, не являются научным расширением специальной теории относительности, а явно превращают ее в ошибочную теорию.
 

Сверхсветовой электрон Зоммерфельда, 1904 год

 
Итак, мы получили довольно странный результат. Получается, что тахион, как частица, движущаяся быстрее света, не имеет права на существование, поскольку превращает одну из самых успешных физических теорий – СТО в ошибочную теорию. Но, с другой стороны, мы знаем явные физические процессы, в которых между объектами наблюдаются сверхсветовые корреляции. Конечно, нелокальность в определенной степени освобождает нас от претензий к специальной теории относительности. Но, если внимательно ее проанализировать, то освобождает лишь отчасти. Кроме того, тахион неожиданно дал о себе знать в первых версиях струнной теории, как одно из решений с отрицательным квадратом массы. Оттуда его, конечно, в следующих версиях удалили, но, во-первых, факт примечательный, и, во-вторых, а не зря ли его удалили? Нелокальность-то никуда не исчезла.
И здесь мы можем поискать подсказку в работах Зоммерфельда. Он тоже исследовал сверхсветовые скорости, но для заряженной частицы – электрона. Выводы его по большому счету принципиально не сильно отличаются от тахионных выводов. Кроме одной его оговорки. В своих выкладках Зоммерфельд использовал подход, отличающийся от методики Лоренца и от используемого впоследствии аппарата теории относительности:
"... я использовал общие выражения для поля электрона, движущегося по произвольному пути, которые оказываются более простым, чем известные ныне формулы, в основе которых лежат работы Лоренца". [2]
Это означает, что анализ Зоммерфельда не основывался на положениях специальной теории относительности и, следовательно, ни диаграммы Минковского, ни релятивистские соотношения "раньше-позже" здесь не должны были проявиться. Это не удивительно, поскольку результаты исследований были опубликованы за год до появления специальной теории относительности. По меньшей мере, это наталкивает на мысль рассмотреть поведение тахиона в другом формализме.
В одном из разделов своей работы Зоммерфельд исследует силу, действующую на электрон со стороны его же собственного поля, когда скорость постоянна и превышает скорость света. Он приходит к выводу, что физическими законами движение электрона со сверхсветовой скоростью не запрещено, хотя и не является свободным, легко осуществимым, так как оно требует в каждый момент приложения только конечной силы. Тем не менее, в итоге он делает заключение, что такое движение на самом деле невозможно, поскольку это потребовало бы все-таки бесконечно больших затрат сил и энергии.
Хорошо, пусть так. Это относится к заряженной частице, а тахион, как считается, заряда не имеет. Здесь мы обратили внимание на то, что анализ проводился без использования механизма специальной теории относительности. Невольно возникает вопрос: а как он выглядит, этот анализ с использованием механизма специальной теории относительности? Если выводы Зоммерфельда в довольно-таки явной форме отрицают возможность существования сверхсветового электрона, то что в этом плане покажет СТО? Вполне возможно, что возникновение парадокса причинности найдет непосредственное отражение в самом формализме теории, как его прямое математическое следствие.
 

Тахион Барашенкова, 1974 год

 
На что хотелось бы обратить внимание в этой статье "Тахионы", опубликованной в журнале УФН, так это на несколько противоречивый подход автора к проблеме, сводящейся к лоренц-инвариантности тахиона. Стремясь максимально объективно и непредвзято рассмотреть проблему тахиона, он, тем не менее, зачастую приводит доводы, в которых чувствуется неуверенность и, строго говоря, однобокий подход, включающий лишь релятивистские положения.
Говоря о невозможности движения тел со сверхсветовыми скоростями, он ссылается на Пуанкаре и Эйнштейна, указывая, что их возражения недостаточно серьезны, и сводя их, по существу, лишь к тому, что частица, движущаяся с досветовой скоростью, не может путем непрерывного увеличения скорости превратиться в тахион и наоборот. При этом известно, что Эйнштейн прямо указывал на применимость его теории к сверхсветовым движениям.
Автор заключает, что ни одно из парадоксальных свойств тахионов не противоречит основным законам, лежащим в основе современной физики, и, поэтому, не могут быть основанием для отказа тахиону в существовании. Сразу же согласимся: на вопрос о существовании тахионов мы даем утвердительный ответ, принимая существование тахиона как данность. Но некоторые его свойства прямо и однозначно противоречат одной из ведущих современных физических теорий – специальной теории относительности. Применение этой теории к тахиону превращает ее в ошибочную теорию, вынуждая делать взаимоисключающие предсказания.
Собственно, на одну из таких проблем и указывает Барашенков: это причинно-следственные парадоксы, акаузальные эффекты. Выглядит это довольно странно. Получается, что автор прямо допускает возможность действующей теории разрешать нарушение причинности. А к таким нарушениям неизбежно ведут любые процессы, идущие в обратном направлении времени.
Он сам же и приводит некоторые примеры таких парадоксов – влияние будущего на прошлое, циклические петли последовательностей событий, то есть, петли времени. В качестве примера он приводит логический парадокс с радиопередатчиком. Источник тахионов испускает сигнал в том и только том случае, если он сам ранее не получил сигнала от самого себя. То есть, обмен сигналами будет иметь место только тогда, когда он не имеет места.
Парадокс этот известен ныне как "парадокс дедушки" и он не имеет рационального, разумного решения. Тем не менее, в данном случае автор приводит его решение, которое в лучшем случае можно назвать странным. Он утверждает, что парадокса нет, поскольку в его основу положено внутренне противоречивое начальное условие – каждому моменту времени предшествует прошлое. К сожалению, он не приводит обоснований существования таких "обрывков времени", то есть, некоторых моментов времени, у которых нет прошлого. Но внутренне противоречивым является как раз именно это "решение".
Что верно, так это вывод об обязательном возникновении в специальной теории относительности петли времени в случае обмена двумя тахионами. Определенно называя эти эффекты акаузальными, то есть, нарушающими причинность, он, тем не менее, приводит описание механизма, который позволяет решить проблему. При этом заметим еще одну распространенную ошибку в рассуждениях: на самом деле невозможность существования частиц со сверхсветовой скоростью не может быть обоснована релятивистскими акаузальными эффектами. Нарушение причинности, возникновение петель времени и обращение временного порядка событий является исключительным свойством, особенностью, принадлежностью только специальной теории относительности. В классической физике Ньютона сверхсветовые сигналы не вызывают никаких парадоксов.
Для решения же проблем причинности в специальной теории относительности предлагается использовать рассмотренный выше принцип реинтерпретации. Вполне ожидаемы в этом случае все те же противоречащие логике рассуждения. Справедливости ради отметим тезис автора о "современном, еще весьма низком уровне теории сверхсветовых частиц".
Тем не менее, он утверждает, что изменение последовательности событий во времени и знаков энергии частиц сопровождается такой перестановкой их актов испускания и поглощения, что мы каждый раз будем иметь дело с причинно-упорядоченной последовательностью событий для частиц с положительной энергией. А передавать сигнал могут лишь такие частицы.
Но о какой причинно-упорядоченной цепи может идти речь, если как раз для указанных частиц с положительными энергиями по времени следствие всегда предшествует причине? Это подмена понятий. Это уже совершенно иные процессы. Причинно-упорядоченная последовательность соответствует "перестановленным актам испускания-поглощения", но никак не исходным частицам, которые однозначно есть.
В сноске в статье приводится исправленная по этому случаю формулировка принципа реинтерпретации:
"при любом взаимодействии частица, имеющая отрицательную энергию и движущаяся в конечном (начальном) состоянии реакции обратно во времени, должна интерпретироваться как соответствующая античастица, имеющая положительную энергию и движущаяся вперед во времени в начальном (конечном) состоянии реакции" [8].
Здесь следует обратить самое пристальное внимание на то, что однозначно, определенно проводится параллель или, так сказать, зеркальное отождествление физических характеристик самих частиц и их античастиц. И обходится молчанием факт их реального возникновения или излучения-поглощения какими-либо приборами. Это крайне важное обстоятельство. Присмотримся к описанию мысленного эксперимента в статье.
"Допустим, например, что произошел процесс, который мы интерпретируем как испускание тахиона с энергией Ε > 0 в некоторой фиксированной пространственно-временной точке 1 и последующее поглощение этого тахиона в другой пространственно-временной точке 2. Для наблюдателя в системе координат, движущейся со скоростью и > с2/v— скорость тахиона), событие в точке 2 происходит раньше события в точке 1, однако для этого наблюдателя изменяется также и знак энергии тахиона, поэтому наблюдатель в движущейся системе координат будет интерпретировать весь процесс как поглощение в точке 1 тахиона с положительной энергией, испущенного ранее в точке 2". [8]
Правда, очень похоже на описанное выше событие в магазине с антитоваром?
"Никаких отрицательных энергий или акаузальных эффектов ни движущийся, ни неподвижный наблюдатели при этом не зафиксируют". [8]
Акаузальности в таком смысле, конечно же, нет, но есть нечто иное. Может ли наблюдатель в точке 1 утверждать, что он не излучил тахион своим передатчиком, а, напротив, получил антитахион своим приемником? И, соответственно, наблюдатель в точке 2 утверждать, что он вовсе не тахион получил своим приемником, а, наоборот, излучил своим передатчиком антитахион? Но ведь наблюдатель 1 определенно может заявить: он излучил тахион. Это реально зафиксированный процесс. До момента получения этого тахиона наблюдателем 2 у наблюдателя 1 нет никаких оснований менять свои представления о процессе. Такая необходимость возникает только после того, как тахион достигнет наблюдателя 2. Неизбежно возникает вопрос: куда исчезли испущенные частицы и откуда возникли поглощенные, которых изначально не было?
Строго говоря, излучатель чего бы то ни было – это совсем иной прибор, кардинально отличающийся от датчика, измерителя чего-либо. Из оптического прицела винтовки пуля не вылетит, а в стволе этой винтовки мы не найдем координат цели. Вновь мы видим подмену понятий, инициированную принципом реинтерпретации.
Но и это не все. Для наблюдателя 1 мы видим явное обращение во времени, то есть движение в прошлое. Момент времени фактического поглощения тахиона в точке 2 в принципе мог никогда и не наступить. Нужно ли в этом случае наблюдателю 1 менять свои представления о процессе? Понятно, что для наблюдателя 2 это не особо сложно, поскольку реально физически он вообще не может наблюдать процесса хоть излучения тахиона в точке 1, хоть поглощения в этой точке антитахиона. Важно другое: а что же все-таки произошло в точке 2: испустил этот наблюдатель тахион или все-таки получил его? Ситуация совершенно абсурдная благодаря принципу реинтерпретации.
Далее Барашенков распространяет формализм реинтерпретации и на мысленные эксперименты на рисунках 2 и 3 в своей статье:
"Нетрудно убедиться, что последовательность событий на рис. 2, а при учете принципа реинтерпретации не изменится, а процесс на рис. 2, б будет представлять собой спонтанное излучение антитахиона, последующее испускание радиоволны радиопередатчиком и поглощение их далее источником тахионов. Последовательность событий на рис. 3 также укладывается в причинно-следственную цепь". [8]
Нет смысла повторять приведенные выше аргументы, поскольку это будет буквально дословное повторение. И в этом случае вновь неизбежно возникает вопрос: так что же именно произошло, излучение или поглощение тахионов (антитахионов)? Пока мы воздержимся от философской оценки ситуации, а обратим внимание на новое противоречие в реинтерпретационном механизме. Это фраза "спонтанное излучение". Становится совершенно явным отождествление в механизме реинтерпретации понятий "причинно-следственный" и "спонтанный". Как можно говорить о причинности, подразумевая акаузальность, то есть беспричинность? Но именно это и следует из механизма реинтерпретации. Причем, даже следующее "мягкое" отступление ничуть не сглаживает противоречие:
"Однако рассмотренная выше интерпретация обращения временного порядка путем перехода к античастицам все же не исключает полностью всех акаузальных явлений". [8]
Более того, не просто "не исключает полностью", а полностью и однозначно их гарантирует. Можно лишь закрыть на них глаза, обойти молчанием, завуалировать в уравнениях. Совершенно неестественную ситуацию Барашенков описывает как-то вскользь:
"Телеграфную передачу спонтанно излучающим атомом сонета Шекспира движущийся наблюдатель воспримет как подлинное чудо. Однако этот наблюдатель всегда может установить истинную причину необычного явления, если перейдет в другую систему координат". [8]
Ну, а как же! Акаузальность и нарушение причинности как бы исчезают, если их просто не рассматривать. Наблюдатель, действительно, установит причину, и при этом неизбежно обнаружит нарушение причинности, возникающее строго в рамках формализма теории. Теория, которая предсказывает физически невозможную последовательность событий, это ложная теория. И в рассмотренном случае ложная теория – это специальная теория относительности, расширенная на сверхсветовые сигналы и дополненная ненаучным инструментом – принципом реинтерпретации.
Однако, стремление расширить специальную теорию относительности за границы ее применимости вынуждает делать ошибочные выводы:
"Хотя весь наш предшествующий опыт свидетельствует против "опережающей причинности", тем не менее, вообще говоря, нельзя исключить возможность существования совершенно новой области явлений, где хронологический порядок причинно-следственной связи не имеет строго определенного значения, инвариантного к выбору системы координат". [8]
Уточним: опережающая причинность, это ситуация, когда следствие предшествует причине. Однако, прямое название вещей своими именами зачастую "режет слух" и явно вскрывает то, о чем говорить не хотелось бы. Поэтому придумано такое завуалированное название. Звучит красиво, а то, что содержание абсурдно, не каждый и заметит. Конечно, вряд ли следует строго судить автора. Классики релятивизма распространили СТО на сверхсветовые сигналы, поэтому возникшие проблемы куда-то надо прятать. К тому же есть область микроявлений, микромир. Да, есть, но здесь она даже вскользь не рассматривалась, а парадоксы причинности макромира – вот они.
"После того как в опытах с распадами частиц было установлено, что физические явления могут быть неинвариантными по отношению к отражениям пространства и времени, такая возможность не кажется абсолютно невероятной — во всяком случае, для микроявлений". [8]
Если занять строго материалистическую позицию, то следует даже это неуверенное предположение решительно отвергнуть. Нет акаузальности ни в макромире, ни в микромире. Все, что мы интерпретируем как чисто стохастические, случайные или даже обратные во времени процессы микромира, все это следует рассматривать исключительно с позиции детерминизма. Нет никаких абсолютно случайных явлений, есть явления, в которых причинно-следственные отношения нам пока недоступны для регистрации. Но в настоящий момент об этом в отношении микромира можно говорить лишь как о постулате, недоказанной гипотезе:
"… в настоящее время нельзя привести какие-либо абсолютные запреты для частиц со сверхсветовыми скоростями. Существуют такие частицы или нет, это прежде всего — вопрос эксперимента". [8]
И такие эксперименты в квантовой механике определенно показывают, что между объектами существует сверхсильная корреляция состояний, проявляющаяся со сверхсветовыми скоростями (запутанность, нелокальность). Однако, стремление следовать специальной теории относительности приводит к очередной абсурдной ситуации. Сверхсветовое взаимодействие, нелокальность имеет все признаки, так сказать, божественной воли. Согласно специальной относительности квантовые частицы не могут обмениваться классической информацией, то есть, утверждается, что между ними нет никаких явных носителей, хотя лучшего кандидата на эту роль, чем тахион, вряд ли удастся найти. Предположения о том, что частицы со сверхсветовыми скоростями, если и существуют, то, скорее всего, где-то в области ультрамалых пространственно-временных интервалов, в этом смысле также вряд ли разумны. Квантовая телепортация, криптография, запутанные частицы связаны просто громадными расстояниями, а вовсе не ультрамалыми.

Заключение, выводы

Таким образом, с полной серьезностью следует признать абсолютную неприменимость формализма специальной теории относительности к тахионам или любым другим сверхсветовым сигналам. Барашенков как бы предупреждает, что возможность обобщения преобразований Лоренца на случай сверхсветовых скоростей является в определенной мере гипотезой. Это, действительно, справедливое замечание. Однако, уточним, это не просто гипотеза, это гипотеза ошибочная. Ссылаясь на других исследователей, он пишет:
"с тахионом, как и с обычной досветовой частицей, может быть связана система координат". [8]
А это означает, что к тахиону привязывается инерциальная система отсчета, своеобразная "тележка" с осями координат и собственными часами. Однако, согласно специальной теории относительности для любой другой системы отсчета мы должны видеть, что и в этой ИСО фотон движется со скоростью света. Но это невозможно, то есть второй постулат СТО оказывается недействительным. Постулат является фундаментальным положением теории и его нарушение делает теорию неприменимой к этому явлению. Тахионная ИСО отвергает формализм СТО, вступает с нею в непримиримые противоречия.

Библиографический список:

1. Вейник А.И., "Теория движения", Мн.: "Наука и техника", 1969. 448 с.
2. Sommerfeld A. "Simplified deduction of the field and the forces of an electron, moving in a given way" Proc. Amsterdam Acad. 7 346 (1904)
3. Фейнберг Дж., О возможности существования частиц, движущихся быстрее света (Перевод Волкова Е.И.). В книге "Эйнштейновский сборник. 1973", М., Наука, 1974, стр. 134-177.
4. Maccarrone G.D., Recami E., Two-Body Interactions through Tachyon Exchange. Nuovo Cimento A, 57, 85 (1980). URL:
http://dinamico2.unibg.it/recami/erasmo docs/SomeRecentSCIENTIFICpapers/ExtendedRelativity/TwoBodyTachyonExchangeNCA80.pdf
5. Recami E., The Tolman-Regge Antitelephone Paradox: Its Solution by Tachyon Mechanics. Electronic Journal of Theoretical Physics (EJTP) 6, No. 21 (2009) 1–8, URL:
http://dinamico2.unibg.it/recami/erasmo docs/SomeOld/TolmanAntitelephoneSolution.pdf (дата обращения 20.08.2014)
6. Recami E., The Tolman "Antitelephone" Paradox: Its Solution by Tachyon Mechanics, arXiv:hep-th/9508164v1, 1995.
7. Малыкин Г.Б, Савчук В.С., Романец (Щербак) Е.А. "Лев Яковлевич Штрум и гипотеза существования тахионов", УФН 182 (11) 1217 (2012)
8. Барашенков В.С., "Тахионы. Частицы, движущиеся со скоростями больше скорости света", УФН, 114 (1) 133 (1974)




Рецензии:

9.08.2016, 18:00 Абрамов Алексей Джоржович
Рецензия: Работа представляет большой интерес и обладает научной новизной. Критика противоречий, возникающих в теории относительности при расширении её на сверхсветовые сигналы, хорошо логически обоснована и в существующей литературе практически не представлена. Оформление работы соответствует требованиям сайта. Считаю, что данная статья должна быть опубликована.



Комментарии пользователей:

15.07.2016, 20:11 Шляхтов Сергей Сергеевич
Отзыв: Я придумал еще интереснее эксперимент! Значится сверхсветовая частица не ловится детектором, а просто пролетает мимо наблюдателя. И так, что видит наблюдатель? А видит он ДВЕ частицы, которые испустило нечто (пусть будет частица, или пространство, не принципиально). Эти две частицы имеют все признаки спутанных частиц. Да-да, общий момент и импульс равен нулю, впрочем, скорее всего и общая сумма квантовых чисел равна будет у этой "пары" нулю. И так, поскольку это ОДНА частица, то ей ничего не надо никуда передавать. Все, никакая сверхскорость передачи информации не нужна, нужна лишь одна сверхсветовая частица, все остальное будет следствием. Хотел бы заметить, что ни в одном реальном исследовании связанном с релятивистскими эффектами никто не занимался синхронизацией часов в разных СО. Отсюда можно предположить, что синхронизация часов вообще лишняя сущность, которая нужна лишь для подгонки СТО к реальности. Так же скорость света считается в СТО мерилом всего, отсюда и возникают проблемы (примерно те же бы проблемы возникали, если бы в качестве мерила использовали скорость звука, т.е. любой объект движущийся с превышением скорости звука можно примерно так описать, как цитирует автор, если его определять по тому же звуку). В целом здесь приведено довольное полное и точное описание проблемы, ее раскрытие и выводы. Автору я бы пожелал быть чуть смелее.


9.08.2016, 21:34 Путенихин Петр Васильевич
Отзыв: То, что Вы описали - верно, это известное явление. Только с запутанностью это не связано. Частица (тахион) и то, что видит наблюдатель (две частицы) - это не одно и то же. Частица реальна (правда, условно; тахион - гипотетическая частица), а "видения" - иллюзия. Более того, скорость вперёд и скорость назад у "видений" считаются разными, поэтому импульсы не могут быть равными. По поводу синхронизации - да, мне тоже неизвестны такие эксперименты. Есть эксперимент с синхронизацией рядом стоящих атомных часов, после чего они облетают Землю в разных направлениях. Сравнение их показаний показало соответствие предсказаниям ТО. Спасибо за одобрение. По поводу смелости: Ваши бы слова, как говорится, да рецензентам в уши :-)


Оставить комментарий


 
 

Вверх